DE102008002038B4 - Soil cultivation device and method for treating encrusted soils - Google Patents
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Abstract
Bodenbearbeitungsgerät (1) mit einem oberirdisch angeordneten Antriebsmittel (1'. 1")mit einer Welle (20) und mitmindestens zwei Bodenbearbeitungseinrichtungen (300, 400),wobei eine erste Bodenbearbeitungseinrichtung (300) eine in den zu bearbeitenden Boden eindringende rotierende Schneid- und Rühreinrichtung (30) mit ersten Werkzeugen (32), die zum Eindringen in den Boden ausgelegt sind, undeine zweite Bodenbearbeitungseinrichtung (400) eine Zerkleinerungseinrichtung (40) mit zweiten Werkzeugen (44) umfasst, wobei die Zerkleinerungseinrichtung (40) oberhalb der Schneid- und Rühreinrichtung (30) angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet,dass die ersten Werkzeuge (32) zum Durchmischen des Bodenmaterials ausgelegt sind und schräggestellte Flügel (33) umfassen,dass die schräggestellten Flügel (33) in Umfangs- und in Längsrichtung der Welle (20) beabstandet zueinander angeordnet sind,dass die Flügel (33) auf einer Schraubenlinie angeordnet sind, wobei pro Windung der Schraubenlinie mindestens zwei Flügel (33) vorgesehen sind,dass die zweiten Werkzeuge (44) um mindestens eine gemeinsame Drehachse rotieren und bezüglich der Drehachse nach innen und/oder nach außen fördernd angeordnet und ausgebildet sind, unddass jede Bodenbearbeitungseinrichtung (300, 400) an dem Antriebsmittel (1', 1") anbringbar ist.Soil cultivation device (1) with an above-ground drive means (1'. 1") with a shaft (20) and with at least two soil cultivation devices (300, 400), wherein a first soil cultivation device (300) comprises a rotating cutting and stirring device (30) penetrating the soil to be worked with first tools (32) designed to penetrate the soil, and a second soil cultivation device (400) comprises a shredding device (40) with second tools (44), wherein the shredding device (40) is arranged above the cutting and stirring device (30), characterized in that the first tools (32) are designed to mix the soil material and comprise inclined blades (33), that the inclined blades (33) are arranged at a distance from one another in the circumferential and longitudinal direction of the shaft (20), that the blades (33) are arranged on a helical line, wherein per At least two blades (33) are provided for each turn of the helix, that the second tools (44) rotate about at least one common axis of rotation and are arranged and designed to convey inwards and/or outwards with respect to the axis of rotation, and that each soil cultivation device (300, 400) can be attached to the drive means (1', 1").
Description
Die Erfindung betrifft ein Bodenbearbeitungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Bearbeitung verkrusteter Böden gemäß Anspruch 36.The invention relates to a soil cultivation device according to the preamble of
Im Bereich der Sanierung kontaminierter Böden sind unterschiedliche Verfahren bekannt, wobei in der Regel Mikroorganismen und gegebenenfalls die Wirkung der Mikroorganismen unterstützende Nährlösungen in das Erdreich eingebracht werden. So sind beispielsweise aus der
Die Flügelanordnung ist so gewählt, dass das von dem jeweiligen Flügel erfasste Erdreich aufgrund der Schrägstellung der Flügel angehoben und zerkrümelt wird und hinter dem Flügel wieder nach unten fallen kann, weil zwischen den Flügeln ein entsprechender Freiraum vorhanden ist. Unter den Flügeln wird gleichzeitig ein Hohlraum geschaffen, in dem durch den oder die unterhalb des Flügels in der Hohlwelle befindlichen Austrittsöffnungen die gewünschten Mikroorganismen, Suspensionen, Nährlösungen, Granulat oder dergleichen weitgehend ungehindert eingebracht werden können. Die genannten Materialien werden auch als Konditionierungsmittel bezeichnet.The blade arrangement is chosen in such a way that the soil captured by each blade is lifted and crumbled due to the angle of the blades and can fall back down behind the blade because there is enough space between the blades. At the same time, a cavity is created under the blades into which the desired microorganisms, suspensions, nutrient solutions, granules or the like can be introduced largely unhindered through the outlet opening(s) located in the hollow shaft below the blade. The materials mentioned are also referred to as conditioning agents.
Aus der
Bei der Konditionierung von z. B. Teerseen hat sich gezeigt, dass in dem Bereich, in dem der Teer in teigigem Zustand vorliegt, mit den bekannten Bodenbearbeitungsgeräten eine gute Vermischung von Teer mit Konditionierungsmittel stattfindet. Teerseen ebenso wie andere pastöse Massen bilden jedoch im Laufe der Zeit durch Verdichtung und Austrocknung an ihrer Oberfläche eine mehr oder weniger harte und dicke Kruste aus.When conditioning tar lakes, for example, it has been shown that in the area where the tar is in a doughy state, the tar and conditioning agent are mixed well using the usual soil cultivation equipment. However, tar lakes, like other pasty masses, form a more or less hard and thick crust on their surface over time due to compaction and drying out.
Beim Eindringen eines Bodenbearbeitungsgerätes wird diese Kruste aufgebrochen, wodurch einerseits grobe Schollen und im näheren Umfeld Risse und Bruchlinien entstehen. Das mittels Überdruck eingebrachte Konditionierungsmittel kann durch diese Risse ungewollt nach oben aus dem Erdreich entweichen und somit zur Belastung der Umwelt beitragen. Die groben Schollen müssen zwecks Aufarbeitung und gegebenenfalls Verbrennung des Materials nach dem Abtragen und Abtransport des kontaminierten Materials an einem anderen Ort weiter aufbereitet werden.When a soil tillage device penetrates, this crust is broken up, creating coarse clods and cracks and fracture lines in the immediate vicinity. The conditioning agent introduced using excess pressure can inadvertently escape upwards from the soil through these cracks and thus contribute to environmental pollution. The coarse clods must be further processed at another location for the purpose of processing and, if necessary, incineration of the material after the contaminated material has been removed and transported away.
Aus der
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Die
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Bodenbearbeitungsgerät zur Verfügung zu stellen, mit dem insbesondere verkrustete Böden auf einfache Weise bearbeitet und vollständig aufbereitet werden können.It is therefore an object of the invention to provide a soil cultivation device with which, in particular, encrusted soils can be easily cultivated and completely prepared.
Diese Aufgabe wird mit einem Bodenbearbeitungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a soil tillage device having the features of
Unter Boden und Bodenmaterial werden nicht nur Erdreich, sondern alle Arten von krümeligen oder pastösen Massen verstanden, wie z. B. auch Schlämme und Teere, die in künstlichen oder natürlichen Becken vorliegen oder gesammelt werden und vor einer Weiterverarbeitung einer Behandlung unterzogen werden sollen.Soil and soil material are understood to mean not only earth, but all types of crumbly or pasty masses, such as sludge and tar, which are present or collected in artificial or natural basins and are to be treated before further processing.
Gemäß einer ersten Ausführungsform können die Bodenbearbeitungseinrichtungen einzeln an dem Antriebsmittel anbringbar sein. Es besteht die Möglichkeit, zuerst mittels einer Schneid- und Rühreinrichtung die Kruste aufzubrechen und anschließend die Schneid- und Rühreinrichtung gegen eine Zerkleinerungseinrichtung auszutauschen und den Boden, insbesondere die Schollen, zu zerkleinern. Da der zweite Arbeitsvorgang unabhängig von dem ersten durchgeführt werden kann, ist dieser zweite Arbeitsvorgang besser an die Beschaffenheit und Größe der Schollen auch in zeitlicher Hinsicht anpassbar.According to a first embodiment, the soil processing devices can be individually attached to the drive means. It is possible to first break up the crust using a cutting and stirring device and then replace the cutting and stirring device with a shredding device and shred the soil, in particular the clods. Since the second work process can be carried out independently of the first, this second work process can be better adapted to the nature and size of the clods, also in terms of time.
Für beide Bearbeitungsvorgänge kann dieselbe Antriebseinrichtung genutzt werden. Um den Austausch der Bearbeitungseinrichtung zu ermöglichen, sind sowohl an der Antriebseinrichtung als auch an den einzelnen Bodenbearbeitungseinrichtungen entsprechende lösbare Befestigungsmittel vorgesehen. Das Bodenbearbeitungsgerät umfasst somit mindestens eine Antriebseinrichtung gegebenenfalls mit Getriebe und ein Set von Bodenbearbeitungseinrichtungen.The same drive device can be used for both processing operations. To enable the processing device to be replaced, appropriate detachable fastening means are provided on both the drive device and the individual soil processing devices. The soil processing device therefore comprises at least one drive device, possibly with a gearbox, and a set of soil processing devices.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform sind die mindestens zwei Bodenbearbeitungseinrichtungen gemeinsam an dem Antriebsmittel angeordnet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass beide Bearbeitungsvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden können, wodurch Zeit eingespart wird. Dies setzt voraus, dass die Antriebsmittel entsprechend stärker ausgelegt sein müssen als bei der ersten Ausführungsform.According to a second embodiment, the at least two soil processing devices are arranged together on the drive means. This embodiment has the advantage that both processing processes can be carried out simultaneously, thereby saving time. This requires that the drive means must be designed to be correspondingly more powerful than in the first embodiment.
Das Bodenbearbeitungsgerät besitzt mit den ersten und zweiten Werkzeugen mindestens zwei unterschiedliche Werkzeuge. Diese unterschiedlichen Werkzeuge erfüllen unterschiedliche Aufgaben.The soil tillage device has at least two different tools: the first and second tools. These different tools perform different tasks.
Die ersten Werkzeuge sind Schneid- und Rührwerkzeuge, die zum Eindringen in den Boden und zum Durchmischen des Bodenmaterials ausgelegt sind.The first tools are cutting and stirring tools designed to penetrate the soil and mix the soil material.
Die zweiten Werkzeuge sind vorzugsweise Schlagwerkzeuge zum Zertrümmern und Zerkleinern von großen Erdbrocken, die von den ersten Werkzeugen beispielsweise aus dem Boden herausgebrochen werden, nicht von den ersten Werkzeugen erfasst werden oder aufgrund der Ausgestaltung der ersten Werkzeuge von diesen nicht zerkleinert werden konnten.The second tools are preferably impact tools for breaking up and crushing large chunks of earth which are, for example, broken out of the ground by the first tools, are not grasped by the first tools or could not be crushed by the first tools due to the design of the latter.
Das Vorsehen von mindestens zwei unterschiedlichen Werkzeugen ermöglicht die Durchführung von mindestens zwei Arbeitsgängen, die in das Bodenmaterial unterzogen werden. Die mindestens zwei unterschiedlichen Werkzeuge sind an zwei unterschiedlichen Orten am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet, so dass mindestens ein Teil des Bodenmaterials zeitlich nacheinander mindestens zwei Bearbeitungsvorgängen unterzogen werden kann. Bei insbesondere verkrusteten Böden werden in einem ersten Arbeitsgang grobe Brocken oder Schollen von den ersten Werkzeugen aus der Kruste herausgebrochen und mittels der zweiten Werkzeuge in einem zweiten Arbeitsgang zerkleinert.The provision of at least two different tools enables at least two operations to be carried out on the soil material. The at least two different tools are arranged at two different locations on the soil processing device, so that at least part of the soil material can be subjected to at least two processing operations in succession. In the case of crusted soils in particular, coarse chunks or clods are broken out of the crust by the first tools in a first operation and are crushed by the second tools in a second operation.
Die Zerkleinerungseinrichtung ist oberhalb der Schneide- und Rühreinrichtung angeordnet. Die zweiten Werkzeuge der Zerkleinerungseinrichtung können vollständig oberhalb der ersten Werkzeuge angeordnet sein. Je nach Bodenbeschaffenheit kann es zweckmäßig sein, die zweiten Werkzeuge derart auszubilden und anzuordnen, dass diese sich bis in den Bereich der ersten Werkzeuge erstrecken. Da D2 > D1 ist, können die zweiten Werkzeuge radial benachbart zu den ersten Werkzeugen angeordnet sein. Die Zerkleinerungseinrichtung ist vorzugsweise ebenfalls eine rotierende Einrichtung.The crushing device is arranged above the cutting and stirring device. The second tools of the crushing device can be arranged completely above the first tools. Depending on the nature of the soil, it can be expedient to design and arrange the second tools in such a way that they extend into the area of the first tools. Since D 2 > D 1 , the second tools can be arranged radially adjacent to the first tools. The crushing device is preferably also a rotating device.
Die Schneid- und Rühreinrichtung weist einen ersten Wirkdurchmesser D1 und die Zerkleinerungseinrichtung einen Wirkdurchmesser D2 auf.The cutting and stirring device has a first effective diameter D 1 and the shredding device has an effective diameter D 2 .
Der Wirkdurchmesser bezeichnet den jeweiligen Außendurchmesser der sich auf einer Kreisbahn bewegenden Werkzeuge der betreffenden rotierenden Einrichtung.The effective diameter refers to the respective outer diameter of the tools of the rotating device in question moving on a circular path.
Vorzugweise ist D2 > D1.Preferably D 2 > D 1 .
Wenn die Schneid- und Rühreinrichtung zur Bearbeitung von verkrusteten Böden eingesetzt wird, bricht die in den Boden eindringende Schneid- und Rühreinrichtung die Kruste auf, wodurch grobe Brocken oder Schollen entstehen, die nach oben aufgeworfen werden und somit der vorgesehenen Behandlung entzogen werden. Ein Vermischen mit beispielsweise einem Konditionierungsmittel kann dann nicht mehr stattfinden.When the cutting and stirring device is used to work on crusted soil, the cutting and stirring device penetrates the soil and breaks up the crust, creating large chunks or clods that are thrown up and thus prevented from being treated. Mixing with a conditioning agent, for example, is then no longer possible.
Durch die oberhalb der Schneid- und Rühreinrichtung angeordnete Zerkleinerungseinrichtung werden derartige Schollen wirksam erfasst und zerkleinert. Es hat sich gezeigt, dass die Schollen nicht nur nach oben aufgeworfen sondern auch in horizontaler Richtung aus dem Wirkbereich der Schneid- und Rühreinrichtung ausgetragen werden. Dadurch, dass der Wirkdurchmesser D2 der Zerkleinerungseinrichtung größer als der Wirkdurchmesser D1 der Schneid- und Rühreinrichtung gewählt ist, werden nahezu alle Schollen erfasst.Such clods are effectively captured and crushed by the crushing device arranged above the cutting and stirring device. It has been shown that the clods are not only thrown upwards but are also carried out horizontally from the effective area of the cutting and stirring device. Because the effective diameter D 2 of the crushing device is larger than the effective diameter D 1 of the cutting and stirring device, almost all clods are captured.
Je nach Art und Dicke des Krustenmaterials ist der Wirkdurchmesser D2 zu wählen. Vorzugsweise liegt das Verhältnis im Bereich von 1,5 ≤ D2/D1 ≥ 2,5, insbesondere im Bereich von 1,8 bis 2,2.The effective diameter D 2 is to be selected depending on the type and thickness of the crust material. The ratio is preferably in the range of 1.5 ≤ D 2 /D 1 ≥ 2.5, in particular in the range of 1.8 to 2.2.
Die Schneid- und Rühreinrichtung weist erste Werkzeuge auf, die um mindestens eine gemeinsame Achse rotieren.The cutting and stirring device has initial tools that rotate about at least one common axis.
Vorzugsweise rotieren die ersten Werkzeuge um eine vertikale Achse.Preferably, the first tools rotate around a vertical axis.
Die Zerkleinerungseinrichtung weist vorzugsweise zweite Werkzeuge auf, die ebenfalls um mindestens eine gemeinsame Achse rotieren.The comminution device preferably has second tools which also rotate about at least one common axis.
Auch die gemeinsame Achse der zweiten Werkzeuge ist vorzugsweise eine vertikale Achse.The common axis of the second tools is also preferably a vertical axis.
Vertikale Rotationsachsen sind bevorzugt, weil das Bodenbearbeitungsgerät in der Regel von oben in den Boden eingeführt wird.Vertical axes of rotation are preferred because the tillage implement is usually inserted into the soil from above.
Es können je nach Bodenbeschaffenheit auch aus der Vertikalen geneigte Achsen von Vorteil sein, ebenso auch kombinierte Bewegungen der Einrichtungen, wie Rotationen um zwei oder mehr Achsen, wodurch der Wirkbereich des Bodenbearbeitungsgeräts vergrößert werden kann.Depending on the soil conditions, axes inclined from the vertical can also be advantageous, as can combined movements of the equipment, such as rotations around two or more axes, which can increase the effective range of the soil tillage device.
Die ersten und zweiten Werkzeuge können beispielsweise in entgegengesetzten Richtungen um ihre gemeinsame Achse rotieren. Der Antrieb der beiden Einrichtungen kann jedoch dadurch vereinfacht werden, dass vorzugsweise die ersten und zweiten Werkzeuge in derselben Richtung rotieren.The first and second tools can, for example, rotate in opposite directions about their common axis. However, the drive of the two devices can be simplified by preferably having the first and second tools rotate in the same direction.
Bei dieser Ausführungsform können die Schneid- und Rühreinrichtung und die Zerkleinerungseinrichtung auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein.In this embodiment, the cutting and stirring device and the shredding device can be arranged on a common shaft.
Ein Konditionierungsmittel kann auf dem zu bearbeitenden Boden aufgestreut werden und mittels des Bodenbearbeitungsgerätes untergemischt werden.A conditioning agent can be sprinkled on the soil to be worked and mixed in using the soil tillage equipment.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, wenigstens ein Konditionierungsmittel mindestens über die Schneid- und Rühreinrichtung innerhalb des Bodens auszutragen.Another preferred embodiment provides for at least one conditioning agent to be discharged within the soil at least via the cutting and stirring device.
Zu diesem Zweck ist die Welle vorzugsweise eine Hohlwelle, über die Konditionierungsmittel zugeführt werden kann, das durch entsprechende Austrittsöffnungen im Bereich der Schneid- und Rühreinrichtung oder der Zerkleinerungseinrichtung ausgetragen wird.For this purpose, the shaft is preferably a hollow shaft through which conditioning agent can be supplied, which is discharged through corresponding outlet openings in the area of the cutting and stirring device or the shredding device.
Die ersten Werkzeuge umfassen schräg gestellte Flügel, die in Umfangs- und in Längsrichtung der Welle beabstandet zueinander angeordnet sind.The first tools comprise inclined wings which are arranged at a distance from one another in the circumferential and longitudinal directions of the shaft.
Die Flügel sind auf einer Schraubenlinie angeordnet, wobei pro Windung der Schraubenlinie mindestens zwei Flügel vorgesehen sind. Vorzugsweise weisen die Flügel eine Schrägstellung von 20° bis 30° auf.The blades are arranged on a helical line, with at least two blades per turn of the helical line. The blades preferably have an inclination of 20° to 30°.
Die Flügel sind bezüglich der Drehrichtung der Welle zum Ausheben des Erdreichs ausgerichtet, was die Vermischung des Bodenmaterials mit dem Konditionierungsmittel vereinfacht.The blades are aligned with the direction of rotation of the shaft for excavating the soil, which simplifies the mixing of the soil material with the conditioning agent.
Die Schneid- und Rühreinrichtung weist vorzugsweise Austrittsöffnungen, insbesondere unter den Flügeln, für das Austragen von Konditionierungsmittel auf. Die Austrittsöffnungen können zusätzlich mit Sprühdüsen versehen sein. Diese Ausführungsform ist dann von Vorteil, wenn flüssige Konditionierungsmittel ausgetragen werden sollen.The cutting and stirring device preferably has outlet openings, in particular under the blades, for discharging conditioning agents. The outlet openings can additionally be provided with spray nozzles. This embodiment is advantageous when liquid conditioning agents are to be discharged.
Die Zerkleinerungseinrichtung umfasst vorzugsweise mindestens ein Trägerelement, an dem mindestens ein zweites Werkzeug angeordnet ist.The comminution device preferably comprises at least one carrier element on which at least one second tool is arranged.
Das Trägerelement ist vorzugsweise eine Platte, die z. B. zur vertikalen Welle und somit horizontal angeordnet ist. Eine Platte hat den Vorteil, dass nach oben aufsteigender Staub, der gegebenenfalls auch Konditionierungsmittel enthält, zurückgehalten wird. Außerdem besitzt eine rotierende Platte eine erhebliche Schwungmasse, was die Zerkleinerung von großen Schollen begünstigt.The carrier element is preferably a plate, which is arranged horizontally, for example, relative to the vertical shaft. A plate has the advantage that dust rising upwards, which may also contain conditioning agents, is held back. In addition, a rotating plate has a considerable flywheel mass, which facilitates the crushing of large lumps.
Die zweiten Werkzeuge sind vorzugsweise an der Unterseite und/oder am Rand der Platte befestigt. Bei der Randbefestigung können die zweiten Werkzeuge auch an der Oberseite der Platte befestigt sein.The second tools are preferably attached to the bottom and/or the edge of the plate. In the case of edge attachment, the second tools can also be attached to the top of the plate.
Das zweite Werkzeug erstreckt sich vorzugsweise vom Trägerelement nach unten.The second tool preferably extends downwards from the carrier element.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform sind an dem Trägerelement mehrere zweite Werkzeuge vorgesehen, die in mindestens einem Wirkdurchmesser (D2, D2') und/oder mindestens einer Wirktiefe (T1, T2) angeordnet sind. Um verschiedene Wirkdurchmesser zu realisieren, sind die zweiten Werkzeuge auf zwei oder mehr Kreisen an dem Trägerelement befestigt. Hierbei können die zweiten Werkzeuge z. B. unterschiedliche Längen aufweisen, wodurch unterschiedliche Wirktiefen T1, T2, T3 erzielt werden. Auf einem Kreis können auch zweite Werkzeuge mit unterschiedlichen Wirktiefen T1 und T2 etc. angeordnet werden.According to a particular embodiment, several second tools are provided on the carrier element, which are arranged in at least one effective diameter (D 2 , D 2 ') and/or at least one effective depth (T 1 , T 2 ). In order to achieve different effective diameters, the second tools are attached to the carrier element on two or more circles. The second tools can have different lengths, for example, whereby different effective depths T 1 , T 2 , T 3 are achieved. Second tools with different effective depths T 1 and T 2 etc. can also be arranged on a circle.
Die zweiten Werkzeuge sind bezüglich der Drehachse nach innen und/oder nach außen fördernd angeordnet und ausgebildet. Die nach außen fördernde Ausgestaltung wird vorzugsweise dann gewählt, wenn ein Kontakt der Schollen mit dem zweiten Werkzeug für die Zerkleinerung ausreicht. Die nach innen fördernde Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die zertrümmerten Bruchstücke einer Scholle einerseits dem innen liegenden Mischbereich zugeführt werden und zum anderen aufgrund der Zentrifugalkräfte wiederholt mit den zweiten Werkzeugen in Kontakt kommen.The second tools are arranged and designed to convey inwards and/or outwards with respect to the axis of rotation. The outwards conveying design is preferably selected when contact between the clods and the second tool is sufficient for comminution. The inwards conveying design has the advantage that the shattered fragments of a clod are fed to the inner mixing area on the one hand and, on the other hand, come into repeated contact with the second tools due to the centrifugal forces.
Vorzugsweise weist das zweite Werkzeug einen Holm und eine Schar auf.Preferably, the second tool has a bar and a blade.
Der Holm ist hierbei vorzugsweise von oben nach unten auswärts geneigt angeordnet.The beam is preferably arranged so that it is inclined outwards from top to bottom.
Die Schar kann in vertikaler und/oder horizontaler Richtung geneigt angeordnet sein. Im einfachsten Fall besteht die Schar aus einer Platte. Die Schar kann auch eine herzförmige Platte sein.The blade can be arranged at an incline in a vertical and/or horizontal direction. In the simplest case, the blade consists of a plate. The blade can also be a heart-shaped plate.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das zweite Werkzeug ein Schwert sein.According to a further embodiment, the second tool may be a sword.
Die zweiten Werkzeuge sind vorzugsweise lösbar an dem Trägerelement befestigt. Die Werkzeuge können somit je nach Bodenbeschaffenheit auf einfache Weise ausgetauscht werden.The second tools are preferably detachably attached to the support element. The tools can therefore be easily exchanged depending on the soil conditions.
Das zweite Werkzeug ist unmittelbar oder mittelbar über Distanzelemente an dem Trägerelement befestigt. Dies hat den Vorteil, dass für die Ausbildung verschiedener Wirktiefen Werkzeuge einer Länge eingesetzt werden können.The second tool is attached to the carrier element directly or indirectly via spacer elements. This has the advantage that tools of the same length can be used to create different effective depths.
Mindestens die zweiten Werkzeuge bestehen vorzugsweise aus einem Federstahl, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn steinige Böden bearbeitet werden sollen. Diese aus Federstahl bestehenden Werkzeuge können den Steinen auf Grund der Federwirkung besser ausweichen.At least the second tools are preferably made of spring steel, which is particularly advantageous when working on stony ground. These tools made of spring steel can avoid stones better due to the spring effect.
Zwischen der Zerkleinerungseinrichtung und dem Antriebsmittel kann zusätzliche eine Staubglocke vorgesehen sein. Die Staubglocke kann an der Welle oder ebenfalls am Trägerelement befestigt sein. Bei der Anbringung an dem Trägerelement, insbesondere der Platte, kann es ausreichen, die Staubglocke lediglich als umlaufende Schürze auszubilden. Dabei besitzt die Staubglocke, bedingt durch Vibrationen, eine gewisse Selbstreinigung.An additional dust bell can be provided between the shredding device and the drive means. The dust bell can be attached to the shaft or also to the carrier element. When attached to the carrier element, in particular the plate, it may be sufficient to design the dust bell only as a circumferential apron. The dust bell has a certain self-cleaning effect due to vibrations.
Der untere Rand der Staubglocke erstreckt sich vorzugsweise höchstens bis in den Bereich des unteren Randes der Zerkleinerungseinrichtung. Die Staubglocke taucht somit in einem begrenzten Bereich in den Bodenbereich ein, wodurch besonders wirksam die Staubentwicklung im Umkreis des Bodenbearbeitungsgerätes unterbunden wird.The lower edge of the dust bell preferably extends no further than the area of the lower edge of the shredding device. The dust bell thus penetrates the soil in a limited area, which is particularly effective in preventing dust formation in the vicinity of the soil processing device.
Die Staubglocke besteht vorzugsweise aus einem flexiblen Material. Die Verwendung eines flexiblen Materials wie z. B. Gummi oder Stoff, ermöglicht eine gute Anpassung an die Oberflächenkontur des zu bearbeitenden Erdreichs und somit einen noch dichteren Abschluss des Raums unter dem Trägerelement.The dust bell is preferably made of a flexible material. The use of a flexible material such as rubber or fabric allows for good adaptation to the surface contour of the soil to be worked on and thus an even tighter seal of the space under the support element.
Vorzugsweise ist zwischen der Schneid- und Rühreinrichtung und der Zerkleinerungseinrichtung und/oder zwischen der Zerkleinerungseinrichtung und dem Antriebsmittel mindestens eine Zwischenwelle angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die Zerkleinerungseinrichtung und die Schneid- und Rühreinrichtung jeweils an eigenen Wellenabschnitten angebracht. Es wird dadurch ein modularer Aufbau geschaffen, der sowohl den Austausch der Einrichtungen erleichtert, als auch auf einfache Weise eine Veränderung des Abstandes der beiden Einrichtungen zueinander ermöglicht.Preferably, at least one intermediate shaft is arranged between the cutting and stirring device and the shredding device and/or between the shredding device and the drive means. In this embodiment, the shredding device and the cutting and stirring device are each attached to their own shaft sections. This creates a modular structure that both facilitates the exchange of the devices and also enables the distance between the two devices to be changed in a simple manner.
Vorzugsweise sind Mittel zur Befestigung an einer horizontal verfahrbaren Einrichtung vorgesehen.Preferably, means are provided for fastening to a horizontally movable device.
Die Welle kann zusätzlich aus der Vertikalen schwenkbar angeordnet sein.The shaft can also be arranged so that it can pivot from the vertical.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Bearbeitung von verkrusteten Böden mit den Merkmalen des Anspruchs 36 gelöst.The object is achieved by a method for treating encrusted soils with the features of
Gemäß einer ersten Ausführungsform können die Arbeitsvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden. Hierzu wird ein Bodenbearbeitungsgerät eingesetzt, das mindestens zwei Bodenbearbeitungseinrichtungen aufweist.According to a first embodiment, the operations can be carried out simultaneously. For this purpose, a soil tillage device which has at least two soil tillage devices.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform können auch die Arbeitsvorgänge zeitlich nacheinander durchgeführt werden. Hierzu wird ein Bodenbearbeitungsgerät verwendet, das jeweils nur eine Bodenbearbeitungseinrichtung aufweist, wobei die Bodenbearbeitungseinrichtung vorzugsweise austauschbar an dem Antriebsmittel angeordnet ist.According to a second embodiment, the work processes can also be carried out one after the other. For this purpose, a soil cultivation device is used which has only one soil cultivation device, wherein the soil cultivation device is preferably arranged on the drive means in an exchangeable manner.
Der erste Arbeitsgang kann mit einer ersten Bodenbearbeitungseinrichtung, die an einem ersten Fahrzeug, z. B. Bagger angeordnet ist, durchgeführt werden. Der zweite Arbeitsgang wird mit einer zweiten Bodenbearbeitungseinrichtung durchgeführt, die an einem zweiten Bagger angeordnet ist. In diesem Fall sind zwei Antriebseinrichtungen erforderlich.The first operation can be carried out with a first soil tillage device arranged on a first vehicle, e.g. an excavator. The second operation is carried out with a second soil tillage device arranged on a second excavator. In this case, two drive devices are required.
Vorzugsweise wird das Material der zerkleinerten Schollen dem Mischbereich wieder zugeführt.Preferably, the material from the crushed clods is returned to the mixing area.
Die Schollen werden somit an Ort und Stelle von dem Bodenbearbeitungsgerät zerkleinert. Die Zerkleinerung der Schollen erfolgt unmittelbar nach deren Entstehung.The clods are thus broken up on site by the soil tillage machine. The clods are broken up immediately after they are formed.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird mindestens ein Konditionierungsmittel unter gleichzeitiger Durchmischung mit dem Bodenmaterial eingetragen, wobei das Konditionierungsmittel in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verteilt wird.According to a particular embodiment, at least one conditioning agent is introduced while simultaneously mixing with the soil material, wherein the conditioning agent is distributed in a vertical and/or horizontal direction.
Das Konditionierungsmittel kann beim 1. und/oder 2. bzw. weiteren Arbeitsgang untergemischt werden.The conditioning agent can be mixed in during the 1st and/or 2nd or subsequent work steps.
Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.Exemplary embodiments are explained below with reference to the drawings.
Es zeigen:
-
1 Seitenansicht eines Bodenbearbeitungsgerätes mit Bagger und Silofahrzeug, -
2 Draufsicht auf ein Bodenbearbeitungsgerät mit Bagger und Silofahrzeug im Fahrbetrieb, -
3 Furchschnittbild mit einem Bodenbearbeitungsgerät in Seitenansicht ohne Zerkleinerungseinrichtung, -
4 vergrößerte Darstellung des Bodenbearbeitungsgerätes gemäß3 mit Zerkleinerungseinrichtung, -
5 Seitenansicht des in4 dargestellten Bodenbearbeitungsgerätes, -
6 Draufsicht auf das in4 gezeigte Bodenbearbeitungsgerät, -
7 Furchschnittbild mit einem Bodenbearbeitungsgerät mit verkürzten Abständen, -
8 Seitenansicht eines Bodenbearbeitungsgerätes gemäß einer weiteren Ausführungsform, -
9 Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß einer ersten Ausführungsform, -
10 Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform, -
11 Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform, -
12a Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform, -
12b Draufsicht auf die Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß12a , -
13a Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform, -
13b Draufsicht auf die Trägerplatte mit einem Werkzeug gemäß13a , -
14 ein Bodenbearbeitungsgerät mit Schneid- und Rühreinrichtung, -
15 eine zweite Bodenbearbeitungseinrichtung in perspektivischer Darstellung, -
16 die zweite Bodenbearbeitungseinrichtung im Einsatz, und -
17 die zweite Bodenbearbeitungseinrichtung mit fahrbarer Einrichtung.
-
1 Side view of a soil tillage machine with excavator and silo vehicle, -
2 Top view of a soil tillage machine with excavator and silo vehicle in driving operation, -
3 Furrow cutting image with a soil tillage device in side view without shredding device, -
4 enlarged view of the soil tillage device according to3 with shredding device, -
5 Side view of the4 shown tillage implement, -
6 Top view of the4 shown tillage implement, -
7 Furrow cutting pattern with a tillage implement with shortened distances, -
8th Side view of a soil tillage device according to another embodiment, -
9 Carrier plate with a tool according to a first embodiment, -
10 Carrier plate with a tool according to another embodiment, -
11 Carrier plate with a tool according to another embodiment, -
12a Carrier plate with a tool according to another embodiment, -
12b Top view of the carrier plate with a tool according to12a , -
13a Carrier plate with a tool according to another embodiment, -
13b Top view of the carrier plate with a tool according to13a , -
14 a soil tillage device with cutting and stirring device, -
15 a second soil tillage device in perspective view, -
16 the second tillage device in use, and -
17 the second soil tillage device with mobile equipment.
In der
Das Bodenbearbeitungsgerät 1 ist am Ausleger 3 einer fahrbaren Einrichtung 7 befestigt. Die fahrbare Einrichtung 7 ist in
In der
In der
An der Unterseite des Untersetzungsgetriebes 2 ist eine Welle 20 angeordnet, die in der hier gezeigten Darstellung aus drei Teilstücken besteht. Über zwei Zwischenwellen 22 ist an der Unterseite die Welle 24 der Schneid- und Rühreinrichtung 30 angeordnet.A
An der Welle 24 sind erste Werkzeuge 32 angebracht, die als Flügel 33 ausgeführt und an Flügelhaltern 34 befestigt sind. An der Welle 24 sind Flügelhalter 34 vorgesehen, an denen die Flügel 33 über Schraubverbindungen lösbar befestigt sind. Die Flügel 33 sind auf einer Art Schraubenlinie um die Welle 24 angeordnet und geneigt ausgerichtet, so dass das Bodenmaterial, in das die Schneid- und Rühreinrichtung 30 eindringt, in Richtung nach oben verdrängt wird.
In der
Über die Öffnungen 35 in der Welle 24 der Schneid- und Rühreinrichtung 40 wird Konditionierungsmittel in den Boden in Strömungsrichtung 36 ausgetragen, das durch die Risse und Spalte 18 der aufgebrochenen Kruste 12 entweichen kann. Eine homogene Vermischung des Konditionierungsmittels mit dem Bodenmaterial kann nicht stattfinden, weil die Schollen 16 hierfür noch zu groß sind.Conditioning agent is discharged into the soil in the
In der
Die zweiten Werkzeuge 44 besitzen alle dieselbe Länge. Durch die Verwendung von Distanzstücken 38 zwischen dem Holm 45 und der Trägerplatte 42 können die Wirktiefen T1, T2, T3 eingestellt werden, die von der Platte 42 nach unten bis zur Scharspitze 49 gemessen wird.The
Im linken Teil der
Die zweiten Werkzeuge 44 mit unterschiedlichen Wirktiefen sind auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet, so dass die zweiten Werkzeuge 44 einen Wirkdurchmesser D2 aufweisen, der ebenfalls über die Scharspitzen 49 definiert wird. Der Wirkdurchmesser D1 der Schneid- und Rühreinrichtung 30, der über die nach außen weisenden Flügelspitzen definiert wird, ist deutlich kleiner als der Wirkdurchmesser D2 der Zerkleinerungseinrichtung 40.The
Da sowohl die Schneid- und Rühreinrichtung 30 als auch die Zerkleinerungseinrichtung 40 auf der gemeinsamen Welle 20 angeordnet sind, ist die Drehrichtung der ersten und zweiten Werkzeuge 32, 44 identisch. Aufgrund des größeren Wirkdurchmessers D2 ist die Geschwindigkeit der zweiten Werkzeuge 44 größer als die der ersten Werkzeuge 32.Since both the cutting and stirring
Wie in der
Die Trägerplatte 42 hat den Vorteil, dass eine große Rotationsmasse zur Verfügung steht, was mit den angebrachten zweiten Werkzeugen 44 zur Folge hat, dass bei der Schollenbeaufschlagung automatisch große Brechkräfte zur Verfügung stehen, ohne die Hydraulikmotoren 1', 1" sowie das Untersetzungsgetriebe 2 zu überlasten.The
Das von der Zerkleinerungseinrichtung 40 zertrümmerte Bodenmaterial ist feinkörnig und besitzt daher eine wesentlich größere Flüssigkeitsaufnahmefähigkeit als ein Schollengebilde, wie dies in
An der Trägerplatte 42 ist ferner eine Staubglocke 50 angeordnet, deren Durchmesser größer ist als der Wirkdurchmesser D2 der Zerkleinerungseinrichtung 40. Insofern überspannt die Staubglocke 50 die gesamte Zerkleinerungseinrichtung 40. Die Staubglocke 50 besitzt eine umlaufende Schürze 52, die sich bis in den oberen Bereich der zweiten Werkzeuge 44 erstreckt. Die Staubglocke 50 besteht vorzugsweise aus einem flexiblen Material, so dass sich die Unterkante der Schürze 52 besser an die Oberflächenkontur der Kruste 12 anpassen kann. Die Staubentwicklung wird unter der Glocke zurückgehalten.Furthermore, a
Die Scharspitzen 49 der zweiten Werkzeuge 44 sind in der Regel höhenversetzt angeordnet und besitzen eine Scharhöhe H. Der Höhenversatz der Scharspitzen hat zur Folge, dass die Intensivwirkung bei einer Umdrehung der Zerkleinerungseinrichtung 40 ein Wirkvolumen V von ca.
Im Betrieb kann der Baggerfahrer über die Hydromotoren 1', 1" eine Rechts- und eine Linksdrehung der Zerkleinerungseinrichtung 40 und der Schneid- und Rühreinrichtung 30 auswählen. Ein Rücklauf des Bodenbearbeitungsgerätes 1 kann zum Abschütteln von klebrigen Böden an den Werkzeugen 32, 44 genutzt werden.During operation, the excavator driver can select a right or left rotation of the
Wenn das Bodenbearbeitungsgerät 1 zusätzlich zu der Rotationsbewegung translatorisch verschoben wird, verändert sich die klassische Kreisbewegung in eine zykloidische Bewegung gegenüber dem Boden 10. Wegen der geforderten Krümelstruktur bei der Konditionierung sollte der translatorische Vorschub möglichst klein gehalten werden.If the soil tillage implement 1 is moved translationally in addition to the rotational movement, the classic circular movement changes into a cycloidal movement relative to the
In der
In der
In der
In der
In den
In der
In der
In der
In den
In der
In der
Nachdem die Kruste 12 aufgebrochen worden ist und die Schollen 16 erzeugt worden sind, wird die erste Bodenbearbeitungseinrichtung 300 gegen eine zweite Bodenbearbeitungseinrichtung 400 ausgetauscht, die in der
Beispielsweise können auch die in den
In der
In der
Beispielsweise können unter schwierigen Bedingungen für harte Einsätze ein Bagger gemäß
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BodenbearbeitungsgerätSoil tillage equipment
- 1'1'
- Hydraulikmotor obenHydraulic motor above
- 1"1"
- Hydraulikmotor untenHydraulic motor below
- 22
- UntersetzungsgetriebeReduction gear
- 33
- Ausleger des BaggersExcavator boom
- 44
- AnflanschungFlanging
- 55
- Zuführung KonditionierungsmittelSupply of conditioning agents
- 66
- Schlauchleitung für KonditionierungsmittelHose line for conditioning agents
- 77
- fahrbare Einrichtungmobile facility
- 88th
- SilofahrzeugSilo vehicle
- 1010
- Boden/TeerSoil/tar
- 10a10a
- bearbeiteter Bereichprocessed area
- 10b10b
- unbearbeiteter Bereichunprocessed area
- 1212
- Krustecrust
- 1414
- teigiges Materialdoughy material
- 1616
- Scholleplaice
- 1818
- Risse und Spalte Cracks and crevices
- 2020
- WelleWave
- 2222
- ZwischenwelleIntermediate shaft
- 2323
- Bewegungsrichtung des BodenbearbeitungsgerätsDirection of movement of the tillage implement
- 2424
- Welle der Schneid- und RühreinrichtungShaft of the cutting and stirring device
- 2626
- Welle der Zerkleinerungseinrichtung Shaft of the shredding device
- 3030
- Schneid- und RühreinrichtungCutting and stirring device
- 3232
- erstes Werkzeugfirst tool
- 3333
- Flügelwing
- 3434
- FlügelhalterWing holder
- 3535
- Öffnung für Konditionierungsmittel und LuftOpening for conditioning agent and air
- 3636
- StrömungsrichtungFlow direction
- 3838
- DistanzstückSpacer
- 4040
- ZerkleinerungseinrichtungShredding device
- 4141
- RotationsrichtungRotation direction
- 4242
- Trägerelement, PlatteSupport element, plate
- 4343
- Öffnung für Konditionierungsmittel und LuftOpening for conditioning agent and air
- 4444
- zweites Werkzeugsecond tool
- 4545
- HolmHolm
- 4646
- ScharFlock
- 46a46a
- Platteplate
- 46b46b
- herzförmige Platteheart-shaped plate
- 4747
- VerschraubungScrew connection
- 4848
- Schwertsword
- 4949
- Scharspitze Sharp point
- 5050
- StaubglockeDust bell
- 5252
- Schürze Apron
- 6060
- bogenförmige Furchearched furrow
- 6262
- geradlinige Furche straight furrow
- 300300
- erste Bodenbearbeitungseinrichtungfirst soil tillage facility
- 400400
- zweite Bodenbearbeitungseinrichtung second soil tillage device
- D1D1
- WirkdurchmesserEffective diameter
- D2D2
- WirkdurchmesserEffective diameter
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